Результат интеллектуальной деятельности: НАСАДКА ДЛЯ РЕГЕНЕРАТИВНОГО РОТОРНОГО ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах охлаждения дымовых газов, получаемых при сжигании серосодержащих топлив, до температуры ниже точки росы в регенеративных роторных воздухоподогревателях котельных установок.

Известна насадка для регенеративного роторного теплообменного аппарата, выполненная в виде пакета, состоящего из чередующихся плоских и гофрированных металлических листов. Поток охлаждаемого сбросного газа движется в одной половине насадки, поток нагреваемого воздуха - в другой половине, в результате чего при медленном вращении ротора воздухоподогревателя происходит передача тепла через насадку из охлаждаемого газа нагреваемому воздуху [А.с. №765633, МКЛ⁴ F28D 11/02, 1980].

Недостатками известной насадки являются быстрый коррозионный износ за счет сернокислотной коррозии при охлаждении дымовых газов до температуры, близкой к температуре точки росы, и малая удельная поверхность теплообмена, что снижает эффективность воздухоподогревателя.

Более близким к предлагаемому изобретению является насадка регенератора (регенеративного роторного воздухоподогревателя), выполненная из огнеупорных кирпичей (теплообменных элементов) с боковыми гранями в форме трапеций, образующих при укладке в ячейках ротора вертикальные и горизонтальные каналы, обладающая большей удельной поверхностью теплообмена [А.с. №2027952, МКЛ⁴ F23L 15/02, 1995].

Основными недостатками известной насадки являются коррозионный износ, обусловленный низкой кислотостойкостью огнеупорного кирпича при охлаждении дымовых газов до температуры ниже точки росы и затруднительность очистки поверхности насадки от загрязнений, особенно при работе котельной установки на твердом и жидком топливе, обусловленная адгезией частиц сажи и зола, что снижает надежность и эффективность работы роторного воздухоподогревателя.

Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является увеличение надежности и эффективности работы регенеративного роторного воздухоподогревателя.

Технический результат достигается тем, что предлагаемая насадка содержит радиальные пакеты стеклянных теплообменных элементов, помещенные в ячейки ротора и уложенные на опорные буртики, причем каждый пакет включает в себя многоканальные и одноканальные, прямоугольные и треугольные в плане стеклоблоки с вертикальными продольными и поперечными каналами, выполненные из термостойкого малощелочного армированного стекла, уложенные с образованием зазоров между ними по длине и ширине, образующих также каналы с многорядной системой перевязки по длине и ширине пакета, а сами пакеты в каждой ячейке уложены на радиальные решетки, опирающиеся на буртики, в несколько ярусов друг над другом с зазором равным или несколько превышающим величину температурного удлинения стеклоблоков (теплообменных элементов) по высоте ΔH.

Предлагаемая насадка для регенеративного роторного воздухоподогревателя представлена на фиг.1-7, где на фиг.1 показан общий вид регенеративного роторного воздухоподогревателя, на фиг.2-4 - разрезы ячейки и пакетов с насадкой, на фиг.5-7 - основные модификации стеклоблоков предлагаемой насадки.

Насадка для регенеративного роторного воздухоподогревателя состоит из помещенных в радиальные ячейки 1 ротора 2 радиальных пакетов 3, каждый из которых включает в себя многоканальные и одноканальные, прямоугольные 4 и треугольные 5 в плане стеклоблоки с вертикальными продольными 6 и поперечными 7 каналами, выполненные из термостойкого малощелочного стекла армированного металлической сеткой (на фиг.1-7 не показана). Стеклоблоки уложены с образованием зазоров между ними по вертикали, которые образуют также газовые каналы 8 с многорядной системой перевязки по длине и ширине пакета, а пакеты в каждой ячейке уложены на радиальные решетки 9, опирающиеся на буртики 10, в несколько ярусов друг над другом с зазором 11, равным или несколько превышающим величину температурного удлинения стеклоблоков по высоте ΔH. Высота пакета 3 предварительно задается исходя из механической прочности стеклоблоков 4, 5 и конструктивных особенностей регенеративного роторного воздухоподогревателя (РВП). В зависимости от технологического регламента РВП насадка в ячейках 1 может быть комбинированной - на холодной стороне ротора 2 укладывают пакеты 3 из стеклоблоков 4, 5, а на горячей стороне - пакеты, заполненные другим типом насадки, например огнеупорными кирпичами.

Охлаждение дымовых газов в РВП осуществляется следующим образом. Горячие дымовые газы с горячей стороны в газовом отсеке РВП распределяются по ячейкам 1, вращающимся с ротором 2, проходят через пакеты 3, заполненные насадкой, состоящей из стеклоблоков 4, 5, через каналы 6, 7, 8, охлаждаются до температуры, близкой к температуре конденсации водяных паров или ниже ее, одновременно нагревая материал стеклоблоков 4, 5. Нагреваемый воздух, двигаясь снизу вверх в воздушном отсеке, охлаждает стеклоблоки 4, 5 пакетов 3, которые в результате вращения ротора 2, снова поступают в газовый сектор РВП. При этом при температуре, ниже или близкой к точке росы, образующийся агрессивный конденсат не разрушает стеклоблоки 4, 5, ввиду высокой кислотостойкости стекла [Тепловой расчет промышленных парогенераторов. Под ред. Частухина В.И. - Киев: Вища школа, 1980, с.159].

Теплоемкость стеклоблоков 4, 5, основным компонентом материала которых является SiO₂ и армированных металлической сеткой превышает теплоемкость огнеупорных кирпичей, а наличие металлической сетки повышает механическую прочность их конструкции. Кроме того, механическая прочность насадки из стеклоблоков 4, 5 при термическом удлинении обеспечивается наличием каналов 8 между ними и зазоров 11 по вертикали между пакетами 3. Адгезионная способность стеклоблоков 4, 5 значительно ниже насадки, изготовленной из других материалов, а конструкция каналов стеклоблоков 4, 5 препятствует образованию отложений в каналах 6, 7, 8, что позволяет эффективно очищать поверхность стеклоблоков 4, 5 при меньшем расходе промывочной воды.

Таким образом, предлагаемая насадка для регенеративного роторного воздухоподогревателя позволяет эффективно нагревать дутьевой воздух, проводить охлаждение дымовых газов до температур ниже точки росы без опасности быстрого коррозионного износа при меньшем расходе промывочной воды, что повышает надежность и эффективность работы РВП.